2.7.3.2. Гипары-дома

Оболочки, «опущенные на землю», исключают применение стоек, несущих стен, необходимых при гипарах-покрытиях. Оболочка сама выполняет несущие и ограждающие (частично или полностью) функции, т. е. становится зданием. Данным композиционным приемом наиболее полно раскрывается природа гипара, что позволяет максимально использовать его архитектурно-конструктивные свойства.

Различают два вида гипаров-зданий:

- с точечным опиранием углами на контрфорсы или продолженными несущими ребрами не­посредственно на фундамент;

- с опиранием по линиям пересечения оболочки с горизонтальной плоскостью – уровнем земли (такие оболочки зрительно воспринимаются вырастающими из земли).

Объемно-пространственные решения оболочек с опиранием на контрфорсы близки к объемно-пространственным решениям гипаров-покрытий. Обычно высота контрфорсов не превышает 0,5-2 м, поэтому около них возникают так называемые «мертвые зоны». Применение контрфорсов, воспринимающих вертикальные и горизонтальные усилия оболочки, расширяет композиционные возможности, позволяет значительно увеличить пролет оболочки.

Ггипары-здания в виде одиночных оболочек. Самыми распространенными гипарами-зданиями в виде единич­ных оболочек, применяемых для залов различного назначения, являются гипары на прямолинейном, квадратном или ромбическом пространственном контуре. Размеры их колеблются от 15 до 60 м. Крупнейший из известных гипаров этого вида – зал универсального назначения в Людвигсхафене (ФРГ). Последний представляет собой квадратную в плане оболочку со стороной 60 м (рис. 210).

Рис. 210. Зал универсального назначения в Людвигсхафене (ФРГ)

Другим характерным примером гипаров–зданий является здание концертного зала в Эдинбурге (Великобритания). Одноэтажное, вытянутое в плане здание музыкальной школы оканчивается концертным залом, покрытым единичной оболочкой. Пространство у опор не используется. Хорошо найдены пропорции пологой оболочки в сочетании с одноэтажным объемом, однако интерьер имеет недо­статок. Зал ориентирован не вдоль выпуклой параболы оболочки, как в зале Шицуокy (рис. 186), а вдоль вогнутой, что значительно снижает акустические качества зала (рис. 211).

Рис. 211. Здание концертного зала в Эдинбурге (Великобритания):

а) общий вид зала; б) план;

в) разрез

б

а

в

Интерес составляет здание часовни в Мехико (арх. Кандела). Гипар на прямоугольном плане выполнен асимметричным с опиранием на два контрфорса. Асимметрия создана за счет различной длины консольных поверхностей (рис. 212). Короткая консоль жестко сопряжена с двухэтажной рамой для

Рис. 212. Часовня в Мехико (арх. Кандела)

с оздания противовеса длинной консоли. Вдоль сторон длинной консоли выполнены диафрагмы жесткости в виде балок, опирающихся на колонны, которые, кроме того, являются несущими элементами застекленного фасада (рис. 212). На рис. 213 приведены общий вид и план часовни.

Рис. 213. Часовня в Мехико.

Общий вид, план

К гипарам-зданиям в виде единичных оболочек можно отнести здание плавательного бассейна в Гамбурге (рис. 214).

Рис. 214. Плавательный бассейн в Гамбурге (Германия)

Оболочка перекрывает пролет 95,7 м и опирается на три опоры. Распор оболочки воспринимается предварительно напряженной железобетонной затяжкой (3560 см), расположенной ниже уровня поля. Оболочка толщиной 6 см обрамлена по контуру мощными бортовыми балками треугольного коробчатого сечения (рис. 215).

а

б

Рис. 215. Плавательный бассейн в Гамбурге:

а) конструктивная схема оболочки; б) опора оболочки

Гипары-здания в виде составных оболочек. Форма составных оболочек, поставленных на землю, т. е. гипаров-зданий, значительно разнообразнее, чем одиночных оболочек. По форме составные гипары-здания бывают прямоли­нейного и криволинейного контуров. Кривизна контуров оболочек придает мягкость форме, которая ассоциируется с совер­шенными природными оболочками.

В архитектурной практике известны гипары-здания в виде соче­таний из трех, четырех и более элементов, составляющих оболочку на криволинейном контуре. Как показывает статический ана­лиз оболочек такого типа, усилия скорлупы каждого из элементов передаются по образующим к ендовым – линиям сопряжения элементов, оставляя контуры оболочки ненапряженными. Это позволяет в ряде случаев оставлять края оболочки свободными от контурных балок.

Для примера приведем здание церкви в Алжире (арх. Герб, Лекутер), составленное из двух различных гипаров. Центральная башня над церковью выполнена из гиперболоида вращения (рис. 216). Окружающие башню боко-

вые нефы перекрыты оболочками в виде гиперболических параболоидов. Центральная башня опирается на четыре дуги, опорами которых служат наклонные стойки. Бортовые элементы гиперболических параболоидов также поддерживаются наклонными стойками. Обе системы наклонных стоек опираются в восьми точках на свайные фундаменты (сваи диаметром 1,5 м и длиной 20 м). Наружные стены здания независимы от покрытия (рис. 216).

Рис. 216. Церковь

в Алжире (арх-ры Герб, Лекутер). Общий вид, план церкви

В г. Оребро (Швеция) построено оригинальное сооружение, в котором совмещены: водопроводный резервуар, установки радиовещания и телевидения и ресторан (рис. 217).

Уровень воды на 50 м выше уровня земли. Ввиду большой высоты и значительной емкости резервуара (9000 м³) сооружению была придана грибовидная форма, что придало ему стройный архитектурный вид. Наибольший диаметр резервуара составляет 46 м. Диаметр ствола башни, несущей

Рис. 217. Водонапорная башня

с помещениями

для радио и телевизионной установки

и с рестораном

на крыше (Швеция, инж. Эриксон).

Общий вид, разрез

резервуар, составляет 10,5 м. Внутри ствола размещена винтовая лестница и цилиндрическая шахта с двумя лифтами, каждый на 10 человек. В верхней части сооружения находятся два помещения для размещения установок радиовещания и телевидения. Над резервуаром расположен ресторан, перекрытый конической оболочкой, опирающейся на другую коническую оболочку (рис. 217).

Ресторан в Лонг-Бич – это здание-гипар, в котором была применена одна из крупнейших составных обо­лочек с криволинейными контурами (инж. М. Сальвадори). Она выглядит легкой, изящ­ной, непринужденно простирающейся над вытянутым объемом зда­ния (рис. 218).

Оболочка пролетом 60 м состоит из трех отдельных гиперболических параболоидов. Толщина оболочки от 50 до 120 мм (приведенная толщина оболочки 87 мм). В пределах наружного контура, а также по линиям пересечения параболоидов установлены ребра жесткости. Стеклянное ограждение подоболочкового пространства, а также бортовые ребра отодвинуты от краев оболочки (рис. 218). Распор, создаваемый конструкцией, воспринимается фундаментами.

Рис. 218. Гиперболическая

оболочка в Лонг-Бич (США).

Общий вид. План расположения ребер в покрытии

Другим примером использования составных обо­лочек с криволинейными контурами является здание паркового ресторана в Ксочимилко (арх. Ф.Кандела). Оболочка центрической композиции и лишена бортовых балок. Изящество оболочки достигается применением свободных контуров, а также тектонично решенными опорами (рис. 219).

Конструктивно покрытие представляет собой взаимное пересечение четырех сед­лообразных элементов, в результате чего получается сочетание из восьми лепестков. Между лепестками разжелобки имеют форму парабол (в плане – прямые линии). Горизонтальная проекция наружной криволинейной границы каждого лепестка – гипербола. Оболочка опирается разжелобками на восемь фундаментов, расположенных в вершинах правильного восьмиугольника, вписанного в квадрат со стороной 30 м. Длина стороны восьмиугольника, т.е. взаимное расстояние между опорами, составляет 12,42 м. Расстояние между опорами по диагонали – 34,47 м. Опоры связаны между собой затяжками, расположенными в уровне пола. Толщина стен оболочки 50 мм (рис. 219).

б

в

а

в

Рис. 219. Покрытие из трансгиполоидов над рестораном в Ксочимилко

(Мексика): а) общий вид;

б) план с разрезами; в) план размещения фундаментов

б

Самым распространенным типом оболочек-гипаров на криво­линейном контуре, применяемых для зданий, является крестовый свод, образованный пересечением двух седлообразных гипаров. Оболочки такого типа ис­пользованы для покрытия биржевого зала в Мехико и разливочно­го цеха фирмы Бакарди (Мексика). Три крестовых свода из гипаров, поставленные в ряд, покрывают пространство 25,590 м. Опоры двух смежных оболочек в виде продолженных ендов сходятся на уровне земли в одной точке и имеют общий фундамент. Треугольные фонари с горизонтальными членениями остекления гармонируют с параболическими контурами оболочек, консольно нависающими над остекленным вертикальным ограж­дением здания (рис. 220).

а

1-1

2-2

Рис. 220. Покрытие разливочного цеха фирмы Бакарди

(Мексика, арх. Ф. Кандела):

а) общий вид; б) план крестового свода покрытия, поперечный 1-1

и диагональный 2-2 разрезы

б

а

б

в

Приведем несколько примеров использования крестового свода из двух седлообразных гипаров (рис. 221 – 222).

Рис. 221. Покрытие станции метро «Исани» в Тбилиси

Рис. 222. Комплекс в Валенсии (Испания, арх. Ф.Кандела)

Композиция составных гипаров-зданий на прямолинейном кон­туре аналогична композиции гипаров-покрытий. Наиболее часто встречаются гипары в виде сочетаний из трех, четырех и т.д. преимущественно конгруэнтных оболочек.

Особенно выразительное сочетание из трех гипаров привело к созданию гипара-здания церкви Вицента, в котором композиция оболочки соответствует функциональному назначению здания (Арх. Кандела). Здание посажено в центре круглой площадки, окруженной густой зеленью парка. Вокруг трех контрфорсов оболочки устроены водоемы, куда стекаются ливневые воды. Бла­годаря сплошному боковому остеклению здание просматривается насквозь, подчеркивается легкость оболочки (рис. 223).

б

Рис. 223. Церковь

в Кайокане (Мексика):

а) общий вид; б) генплан;

в) схема оболочки; г) разрез

а

в

в

г

Гипары сгруппированы в треугольную в плане оболочку со стороной, равной 34,67 м. В центре треугольника устроен алтарь, а в трех отсеках вокруг него расположены сиденья. Оболочки между собой соединяются с помощью металлических конструкций, которые одновременно дают возможность устроить центральное освещение интерьера церкви (рис. 223). При этом решетчатый фонарь имеет цветное остекление.

К примерам трехлопастного гиперболоида можно отнести покрытие цветочного павильона в г. Сочи (рис. 224). Консольные навесы над остекленными стенами создают защиту помещения магазина от солнечных лучей. Интерес это покрытие представляет не столько в конструктивном решении, сколько в технологии изготовления. Формообразование гипара из армоцемента толщиной 30 мм выполнялось с применением специальной мягкой опалубки до момента полного схватывания мелкозернистого бетона.

Рис. 224. Цветочный павильон в г. Сочи

Покрытие, состоящее из четырех оболочек отрицательной гауссовой кривизны, применил арх. И. Асихара для гимнасти­ческого зала на 3000 чел. в токийском парке Комазава. Оболочка опирается четырьмя несущими ребрами, проходящими через линии сопряжения элементов. Консольно нависающие четыре угла оболочки создают живописную затененность остекленного здания (рис. 225).

Рис. 225. Гимнастический зал в Токио

Отличительной особенностью гипаров-зданий с опиранием по линии пересечения оболочки с горизонтальной пло­скостью является многогранность функций оболочки в ограничении пространства: покрытия, стен, опор. Поэтому здания приобретают вид как бы «вырастающих из земли», в которых роль оболочки доведена до макси­мума. Отсутствие дифференциации на конструктивные элементы при данном композиционном приеме усиливает ощущение цельности оболочки. Не случайно поэтому выдающиеся мастера современного зодчества (Ле Корбюзье, Ф. Кандела, К. Танге) прибегали к гипарам-оболочкам с использованием этого композиционного приема.

Гипаров-зданий рассматриваемой группы построено пока срав­нительно немного. Наиболее типичные и яркие примеры – католи­ческая церковь в Токио (рис. 226); павильон фирмы «Филиппе» на международной выставке в Брюсселе (рис. 227); плавательный бассейн в Сан-Паоло

(Бразилия)

Рис. 226. Римско-католическая церковь в г. Токио (Япония, арх. Танге)

Павильон «Филлиппс» имеет

криволинейный план произ­вольных очертаний площадью примерно 1000 м². Большая крутизна поверхностей оболоч­ки сводит подоболочковое «мертвое про­странство» до минимума, позволяя исполь­зовать практически всю перекрываемую площадь.

Объемно-планировочная структура павильона, состоя­щего из залов, переходящих один в другой, соответствует характеру и способу экспозиций (рис. 220).

Рис. 227. Павильон «Филлипс»

в Брюсселе (арх. Кандела)

Приведем еще одно здание церкви Санта Мария Миракуэла в Мехико (арх. Кандела), в котором конструктивная форма гипаров становится неразрывной с ограждающими стенами, позволяя получить неожиданное решение интерьера.

Рис. 228. Интерьер церкви Санта

Мария Миракуэла в Мехико

(арх. Кандела)